CN105827102A - 一种输入缓冲抗干扰的智能功率模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输入缓冲抗干扰的智能功率模块，包括一桥式驱动芯片，分别与桥式驱动芯片连接的第一功率器件、第二功率器件、第三功率器件、第四功率器件、第五功率器件和第六功率器件，以及分别与各功率器件一一对应连接的续流二极管；并且，对应每一功率器件，还设置有与桥式驱动芯片的逻辑输入端连接，并使逻辑输入端控制信号稳定并无干扰的一滤波电路；其中，每一滤波电路包括有一旁路电容、一滤波电容和一稳压二极管。本发明提高了模块输入抗干扰能力，使三相桥式功率器件能够更可靠、稳定的工作，防止了由于输入信号不稳定和外部干扰对模块内部三相桥式功率器件造成的损伤，更好的实现变频控制。

Description

一种输入缓冲抗干扰的智能功率模块
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种智能功率模块驱动电路及智能功率模块。
背景技术
智能功率模块，即IPM（IntelligentPowerModule）是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品。智能功率模块集成了高速、低功耗功率开关器件和高压驱动电路，相对于传统分立器件方案，其由高集成度、高可靠性等优势，也因此赢得越来越大的市场，在电机的变频器及各种逆变电源上得到了广泛的利用，成为变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电的一种理想电力电子器件。
图1为典型的铝基板架构的智能功率模块内部电路结构图，该智能功率模块中的各个器件以晶圆及贴片电路元件形式封装在一个塑料封装体内。该智能功率模块包括第一功率器件20、第二功率器件30、第三功率器件40、第四功率器件50、第五功率器件60、第六功率器件70、一个三相桥驱动芯片10以及6个续流二极管21、续流二极管31、续流二极管41、续流二极管51、续流二极管61、续流二极管71。第一功率器件20、第二功率器件30、第三功率器件40为上桥臂3个IGBT，第四功率器件50、第五功率器件60、第六功率器件70为下桥臂3个IGBT，三相桥式驱动芯片10又称为栅极驱动芯片，其是桥式驱动芯片的控制驱动芯片，该模块控制驱动芯片输入信号直接由外部中控芯片输入的逻辑高低电平控制。
在现有的应用中，模块内部桥式驱动芯片的控制驱动信号直接由外部中控芯片输入的逻辑高低电平控制，采用这种方式，外部中控芯片提供的驱动信号通过外部PCB布线实现电气连接，将信号由中控芯片传输至模块驱动芯片控制信号输入端，由于外部PCB空间和布局限制中控芯片与模块驱动芯片输入端通常会有比较长的距离，长的金属连接线很容易受到外部信号干扰，使智能功率模块的可靠性大为降低，甚至直接造成上桥和下桥IGBT形成通路，造成IPM过流击穿烧毁。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可靠的驱动桥式驱动电路的控制驱动芯片的输入逻辑信号的模块。
本发明的技术方案如下：一种输入缓冲抗干扰的智能功率模块，包括一桥式驱动芯片，分别与桥式驱动芯片连接的第一功率器件、第二功率器件、第三功率器件、第四功率器件、第五功率器件和第六功率器件，以及分别与各功率器件一一对应连接的续流二极管；并且，对应每一功率器件，还设置有与桥式驱动芯片的逻辑输入端连接，并使逻辑输入端控制信号稳定并无干扰的一滤波电路；其中，每一滤波电路包括有一旁路电容、一滤波电容和一稳压二极管。
应用于上述技术方案，所述的智能功率模块中，每一滤波电路中的一旁路电容、一滤波电容和一稳压二极管分别相互并联后，与桥式驱动芯片连接；并且，每一滤波电路驱动与桥式驱动芯片连接所对应的一功率器件。
应用于各个上述技术方案，所述的智能功率模块中，第一功率器件、第二功率器件、第三功率器件、第四功率器件、第五功率器件和第六功率器件分别为IGBT功率器件，其中，第一功率器件、第二功率器件、第三功率器件为桥式驱动芯片的上桥臂3个IGBT功率器件，第四功率器件、第五功率器件、第六功率器件为桥式驱动芯片的下桥臂3个IGBT功率器件。
应用于各个上述技术方案，所述的智能功率模块中，每一旁路电容采用0.01uf陶瓷低阻抗电容，每一滤波电容采用1uf陶瓷低阻抗电容，每一稳压二极管采用IN8328稳压二极管。
采用上述方案，本发明通过驱动模块内部桥式驱动芯片，控制三相桥式功率器件，提高了模块输入抗干扰能力，使三相桥式功率器件能够更可靠、稳定的工作，防止了由于输入信号不稳定和外部干扰对模块内部三相桥式功率器件造成的损伤，更好的实现变频控制，满足客户要求。
附图说明
图1为现有技术的电路结构图；
图2为本发明的电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
本实施例提供了一种输入缓冲抗干扰的智能功率模块，智能功率模块包括第一功率器件20、第二功率器件30、第三功率器件40、第四功率器件50、第五功率器件60、第六功率器件70、一个三相桥驱动芯片10以及6个续流二极管21、续流二极管31、续流二极管41、续流二极管51、续流二极管61、续流二极管71，三相桥驱动芯片为桥式驱动芯片。
第一功率器件20、第二功率器件30、第三功率器件40为三相桥驱动芯片10的上桥臂3个IGBT，第四功率器件50、第五功率器件60、第六功率器件70为三相桥驱动芯片10的下桥臂3个IGBT，模块内部逻辑驱动前端集成6个旁路电容100、旁路电容200、旁路电容300，旁路电容400，旁路电容500，旁路电容600，6个滤波电容101、滤波电容102、滤波电容103、滤波电容104、滤波电容105、滤波电容106，6个稳压二极管111、稳压二极管112、稳压二极管113、稳压二极管114、稳压二极管115、稳压二极管116。
其中智能功率模块的HIN1端信号经由旁路电容100，滤波电容101，稳压二极管111，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，控制模块内部第一功率器件20；智能功率模块的HIN2端信号经由旁路电容200，滤波电容102，稳压二极管112，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，控制模块内部第二功率器件30；智能功率模块的HIN3端信号经由旁路电容300，滤波电容103，稳压二极管113，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，控制模块内部第三功率器件40；智能功率模块的LIN1端信号经由旁路电容400，滤波电容104，稳压二极管114，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，控制模块内部第四功率器件50；智能功率模块的LIN2端信号经由旁路电容500，滤波电容105，稳压二极管115，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，控制模块内部第五功率器件60；智能功率模块的LIN3端信号经由旁路电容600，滤波电容106，稳压二极管116，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，控制模块内部第六功率器件70。
所述HIN1端信号经由旁路电容100，滤波电容101，稳压二极管111，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，以15A模块为例，旁路电容100为滤除HIN1输入信号的杂波电容，理论上旁路电容100采用0.01uf陶瓷低阻抗电容，滤波电容101作为滤波电容的同时，需要作为驱动模块内部驱动芯片开关的电荷泵源，15A模块逻辑输入端静态功耗通常为0.08mA，通过大量工程实践并考虑模块封装成本，滤波电容101选择1uf陶瓷低阻抗电容，稳压二极管111行业内通常选用低成本的IN8328稳压二极管。
所述HIN2端信号经由旁路电容200，滤波电容102，稳压二极管112，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，以15A模块为例，旁路电容200为滤除HIN2输入信号的杂波电容，理论上旁路电容200采用0.01uf陶瓷低阻抗电容，滤波电容102作为滤波电容的同时，需要作为驱动模块内部驱动芯片开关的电荷泵源，15A模块逻辑输入端静态功耗通常为0.08mA，通过大量工程实践并考虑模块封装成本，滤波电容102选择1uf陶瓷低阻抗电容，稳压二极管112行业内通常选用低成本的IN8328稳压二极管。
所述HIN3端信号经由旁路电容300，滤波电容103，稳压二极管113，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，以15A模块为例，旁路电容300为滤除HIN3输入信号的杂波电容，理论上旁路电容300采用0.01uf陶瓷低阻抗电容，滤波电容103作为滤波电容的同时，需要作为驱动模块内部驱动芯片开关的电荷泵源，15A模块逻辑输入端静态功耗通常为0.08mA，通过大量工程实践并考虑模块封装成本，滤波电容103选择1uf陶瓷低阻抗电容，稳压二极管113行业内通常选用低成本的IN8328稳压二极管。
所述LIN1端信号经由旁路电容400，滤波电容104，稳压二极管114，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，以15A模块为例，旁路电容400为滤除LIN1输入信号的杂波电容，理论上旁路电容400采用0.01uf陶瓷低阻抗电容，滤波电容104作为滤波电容的同时，需要作为驱动模块内部驱动芯片开关的电荷泵源，15A模块逻辑输入端静态功耗通常为0.08mA，通过大量工程实践并考虑模块封装成本，滤波电容104选择1uf陶瓷低阻抗电容，稳压二极管114行业内通常选用低成本的IN8328稳压二极管。
所述LIN2端信号经由旁路电容500，滤波电容105，稳压二极管115，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，以15A模块为例，旁路电容500为滤除LIN2输入信号的杂波电容，理论上旁路电容500采用0.01uf陶瓷低阻抗电容，滤波电容105作为滤波电容的同时，需要作为驱动模块内部驱动芯片开关的电荷泵源，15A模块逻辑输入端静态功耗通常为0.08mA，通过大量工程实践并考虑模块封装成本，滤波电容105选择1uf陶瓷低阻抗电容，稳压二极管115行业内通常选用低成本的IN8328稳压二极管。
所述LIN3端信号经由旁路电容600，滤波电容106，稳压二极管116，并联电路后驱动模块内部桥式驱动芯片，以15A模块为例，旁路电容600为滤除LIN3输入信号的杂波电容，理论上旁路电容600采用0.01uf陶瓷低阻抗电容，滤波电容106作为滤波电容的同时，需要作为驱动模块内部驱动芯片开关的电荷泵源，15A模块逻辑输入端静态功耗通常为0.08mA，通过大量工程实践并考虑模块封装成本，滤波电容106选择1uf陶瓷低阻抗电容，稳压二极管行116业内通常选用低成本的IN8328稳压二极管。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种输入缓冲抗干扰的智能功率模块，其特征在于，
包括一桥式驱动芯片，分别与桥式驱动芯片连接的第一功率器件、第二功率器件、第三功率器件、第四功率器件、第五功率器件和第六功率器件，以及分别与各功率器件一一对应连接的续流二极管；
并且，对应每一功率器件，还设置有与桥式驱动芯片的逻辑输入端连接，并使逻辑输入端控制信号稳定并无干扰的一滤波电路；
其中，每一滤波电路包括有一旁路电容、一滤波电容和一稳压二极管。
2.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，每一滤波电路中的一旁路电容、一滤波电容和一稳压二极管分别相互并联后，与桥式驱动芯片连接；并且，每一滤波电路驱动与桥式驱动芯片连接所对应的一功率器件。
3.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，第一功率器件、第二功率器件、第三功率器件、第四功率器件、第五功率器件和第六功率器件分别为IGBT功率器件，其中，第一功率器件、第二功率器件、第三功率器件为桥式驱动芯片的上桥臂3个IGBT功率器件，第四功率器件、第五功率器件、第六功率器件为桥式驱动芯片的下桥臂3个IGBT功率器件。
4.根据权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，每一旁路电容采用0.01uf陶瓷低阻抗电容，每一滤波电容采用1uf陶瓷低阻抗电容，每一稳压二极管采用IN8328稳压二极管。
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